San Panfilo nacque da una nobile famiglia di Beirut, in Fenicia, e condusse i suoi studi ad Alessandria d'Egitto, dove fu discepolo del filosofo Origene. In età adulta si trasferì a Cesarea di Palestina, dove Agapio, metropolita di Cesarea, lo ordinò sacerdote. Uomo di grande cultura, fondò una biblioteca in cui trovarono posto le Sacre Scritture, le opere di Origene e di altri scrittori ecclesiastici; trascrisse le più antiche copie delle opere di Origene e continuò la sua opera di copista e correttore anche quando era in prigione per la sua fede in Cristo. 

Nel corso del sesto anno della persecuzione di Diocleziano e Massimino (307), Panfilo fu messo in prigione dal governatore Urbano. Dopo torture crudeli e dopo aver trascorso in carcere due anni, venne decapitato il 16 febbraio 309, sotto il governatore Firmiliano. Altri dodici martiri, provenienti da diversi paesi,  subirono, in quello stesso giorno, il martirio. La storia di san Panfilo ci è stata riportata da sant'Eusebio, storico e suo discepolo.